高熵(Zr,Hf,Nb,Ta)C微米长方体的制备、吸波性能和抗氧化性研究

针对高熵碳化物制备困难,本文采用ZrC、HfC、NbC和TaC粉为原料,Ni粉为熔剂,通过低温无压烧结工艺成功制备出三种不同成分的高熵(Zr, Hf, Nb, Ta)C粉体。结果表明,三种粉体均为微米长方体,且暴露(100)晶面。(Zr_(1/4)Hf_(1/4)Nb_(1/4)Ta_(1/4))C微米长方体因具有高介电常数而展现出优异的吸波性能,在厚度为3.5 mm、频率为6.16 GHz时,最低反射损耗值可达-48.86 dB。高熵(Zr, Hf, Nb, Ta)C微米长方体在800~1 200℃下展示出优异的抗氧化性,且氧化产物均由正交相(Nb_(x)Ta_(1-x))_(2)O_(5)固溶体、单斜相(Zr_(x)Hf_(1-x))O_(2)固溶体和正交相HfO_(2)所组成,与氧化温度和过渡金属的物质的量比无关。Zr、Hf、Nb和Ta的协同作用导致其氧化机制与单组元碳化物截然不同,Hf的存在抑制Nb_(2)O_(5)由正交晶系向单斜晶系转变,还会促使ZrO_(2)在800℃时由四方晶系转变为单斜晶系。此外,Nb和Ta的存在促使HfO_(2)在常压下由单斜晶系转变为四方晶系。

材料创新实验评价体系研究

山东理工大学创新学院与材料学院联合开设材料创新实验课程,旨在扩宽材料学院大四学生的知识面、以兴趣为驱动来提高学生的动手能力和创新能力。此外采用过程评价和结果评价相结合的方式,对学生综合能力进行客观评价,促使他们逐渐成为应用型、创新型人才。

基于材料创新设计大赛培养“五有”人才

本文论述通过参加山东理工大学材料创新设计大赛,以培养学生“五有”能力,即有社会责任、有创新精神、有专门知识、有实践能力以及有健康身心,进而提高大学生就业竞争力和社会适应能力,缓解其就业压力。

超高温环境对氮化硼陶瓷热稳定性能影响研究

采用热压烧结工艺制备了BN陶瓷和BN-ZrB_(2)复相陶瓷,并探讨它们在2000℃,真空、流动氩气、流动氮气环境中热暴露2h以上,材料的物相、微观组织形貌、质量损失以及抗弯强度的变化规律。结果表明:相同条件下,BN陶瓷质量损失高于BN-ZrB_(2)复相陶瓷;且材料在真空的质损高于流动气氛环境中。热暴露环境中低氮气分压会导致BN的分解,而真空环境中ZrB2与所生成的单质B反应会生成ZrB_(12)。高温环境中ZrB_(2)可抑制BN晶粒长大,降低材料抗弯强度的衰减。

金属-有机框架材料衍生转换型负极在碱金属离子电池中的应用

碱金属离子电池是指以Li^(+)、Na^(+)、K^(+)离子为载体的二次电池,其能量密度高、使用寿命长,在电子设备、清洁能源存储中应用广泛。负极是影响电池性能的关键因素,迫切需要开发高比容量和强结构稳定性的负极。基于转换反应的金属化合物负极理论容量高、安全性好、资源丰富,然而其导电性较差,体积效应大,会损害倍率和循环性能。利用金属有机框架材料(MOFs)可以有效解决上述问题,由MOFs衍生的金属化合物优势明显:(1)孔道丰富,离子迁移快;(2)比表面大,活性位点多;(3)结构和组成可调。本文对MOFs衍生转换型负极及其在碱金属离子电池上的应用进行了系统性梳理,综述了MOFs衍生各类化合物的研究进展,总结了由MOFs制备转化型负极的性能提升策略及机理,以及应用于电池负极的优势与挑战,并对研究新趋向进行展望。